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PLC作为工业控制系统的核心控制器，由芯片和嵌入式软件组成，其毛利率较高。近年来，自主控制的重要性不断凸显，PLC成为保证工业控制产业链安全的核心部件。由于在整个自动化设备中，PLC的成本比例较低，并且切换PLC的机会成本也较高，因此PLC具有高毛利率的属性。从全球竞争格局来看，中大型PLC市场中欧美厂商拥有强大的话语权。需要注意的是，在使用PLC时需要考虑其稳定性、可靠性、安全性及其适用环境和工作条件等因素。日本和台湾厂商正在深耕中小型PLC市场，国内厂商凭借产品性价比高、交货时间短、快速响应客户需求等优势，正在抢占日本和台湾厂商在小型PLC市场的份额。随着自主可控技术的推广，国内PLC需求将会增加。同时，通用自动化行业也呈现出良好的景气度，这有望为PLC行业带来增长弹性和估值修复。

PLC产业概述

1、PLC的定义及分类

可编程逻辑控制器（PLC）乃一款专为适应工业环境特性所打造的数字化操作电子系统。其内部设有一套可编程存储器，主要储藏着各类用于计时、数学运算、执行逻辑运算以及计数统筹等多方面操作的指令资料，而后借助于模拟或者数字端口的交互信息，以此对各类不同生产流程及机械设备进行精准控制。PLC在制造行业、自动控制体系以及自动化科技等各个领域都得到非常广泛的运用。其优点在于能够提供极高的控制精度、极佳的可靠性保障，同时也十分便于操作与保养。PLC的应用不仅使得工业厂房的生产效能大幅提升，更精细化了工业生产流程，极大地缩短了产品的生产周期，进而降低了整个生产环节的综合成本。鉴于PLC的强大优势及其应用前景的辽阔潜力，未来它必将在工业自动化领域中持续发挥关键作用，为从业者们带来更为便捷高效的工作方式，同时也必将会进一步发掘出更大的商业价值。对于PLC的分类方法，我们常以输入/输出（I/O）端口数量来进行区分，据此可将该系列产品分为小型、中型及大型三个级别。随着点数增多，控制关系愈发复杂，所需的程序内存空间也就相应增大，进一步增强指令及功能的多样性，这样才能满足越来越大复合程度越高的控制任务需求，同时也要跟上技术发展的步伐，不断提升自身的能力标准。

图表：控制器(PLC)行业分类

资料来源：智研瞻产业研究院整理

2、PLC结构原理

PLC（Programmable Logic Controller）的硬件构造与典型的计算机相类似，主要由中央处理器单元（CPU）、输入输出模块（I/O module）、电源供应模块、主体电路板（mother board）、配套外部设备及通讯网络连接设施组成。其运作原理是借助可编程序的储存器来实现逻辑运算、顺序控制、定时/计数操作及数字及模拟量输入输出操作等功能的数据存储。此外，它还能够利用数位式和模拟式的输入输出指令系统有效地控制各式各样的工业生产流程。就整体性能而言，虽然PLC与常规的计算机存在一些差异，但却在工业环境中的应用场景更为丰富多样，适用范围更广泛，同时也因其具备高稳定性、极强的抗干扰能力以及相对简易的编程方式而获得业内的广泛认可。

图表：PLC结构原理

资料来源：智研瞻产业研究院整理

控制器(PLC)行业商业模式

（1）项目类型

项目类型主要是指独立的单个项目，一般是需求针对性很强的行业。

可编程逻辑控制器（PLC）专门针对工控领域特点进行研发设计之数字化电子系统设备。其运用可编程式存储器技术，以容纳特定指令集，并据此高效执行包含逻辑运算、顺程序控制、精密计时、精确计数及复杂算术运算在内的各种操作环节。

PLC的下游客户需要PLC设备和平台之间形成较强的稳定性，对工业事故的容忍度普遍较低。PLC企业的核心竞争力来自长期技术积累下的设备和平台的稳定性。此外，前期投入、售后服务、PLC生态、客户信任成本和使用习惯等共同增加了PLC客户的迁移成本，从而大大增强了PLC客户的粘性。因此，客户壁垒普遍更加突出。

作为一种数字化技术解决方案，PLC不仅能够提高工业企业的生产效率，还能够降低工业事故的发生率。基于PLC的智能生产系统已成为当前工业生产领域之中的重要趋势。PLC作为一种在工业生产领域应用深度广泛的终端设备，已被广泛应用于冶金、化工、电力、机械制造、交通运输等多个领域。近年来，PLC还在不断地发展创新，例如，智能化、网络化和云化的趋势正在不断加强。可以预见，在未来的工业生产领域中，可编程逻辑控制器（PLC）将继续发挥重要作用

（2） OEM类型

代工主要是代工生产，一般是为了传统产业的升级和新兴产业的自动化。

大型和中型PLC之间存在一定的互联/独占障碍。高质量的PLC通常拥有出色的互联能力，体现在兼容性和方便性方面。这种能力可以使得PLC能够与其他设备稳定高效地互联，构建优异的PLC环境。通过这种方式，PLC企业的产品具有了独特性，对下游客户来说，他们一般会选择购买完整的PLC解决方案。然而，这也可能对他们构成一定程度上的障碍。因此，我们致力于提高PLC的互联性和便利性，为客户提供更加综合且开放的解决方案，以满足他们的不同需求和挑战。我们相信，在我们的共同努力下，PLC将会发挥更加重要的作用，推动各行业的智能化和升级。

图表：控制器(PLC)行业商业模式

资料来源：智研瞻产业研究院整理

控制器(PLC)行业政策法规

随着国家对经济技术开发增长推动政策的屡次施行以及针对 industry 的各项法律法规的逐步完善，PLC 技术成为了政府重点关注并有计划地进行扶持的领域之一。各级政府已陆续颁布了各类刺激 PLC 发展的有利政策，甚至于各个相辅相成的部门也都推出了大量与支持智能制造以及工业控制系统息息相关的专项政策，以此来推动 PLC 及其类似的工业控制系统逐步发展壮大。在另一边，工业信息化部及中国标准化管理委员会等工控领域具有代表性的部委组织也推出了诸如《工业控制系统信息安全防护指南》及《工业自动化和控制系统网络安全——可编程逻辑控制器（PLC）》这样的法律法规及标准，通过加强监管力度，进一步规范了 PLC 行业的运作方式及发展方向。

图表：控制器(PLC)行业政策法规

资料来源：智研瞻产业研究院整理

PLC行业产业链

1、PLC行业产业链示意图

若以PLC行业之产业链整体来看，业内的上游主要涉及生产制造PLC所需的精密元件与材料，而下游则涵盖了PLC广泛的应用场景和市场需求。就上游而言，由于PLC零部件市场的准入门槛相对较低且竞争激烈，其零部件产品普遍存在高度相似性,因此使得该市场为PLC行业所提供的基本上是缺乏显著差异的产品。再者，鉴于上游零部件市场在产业链中的话语权有限，PLC行业在一般情况下并未面临原材料短缺的困境。

图表：PLC行业产业链结构

资料来源：智研瞻产业研究院整理

2、PLC行业下游应用结构

在PLC系统的应用范围方面，其下游涉及众多行业领域，包括原始设备制造商（OEM）及项目型市场。其中，中大型PLC主要应用于项目型市场如蓄电池业、冶金工业以及物流运输业等，所占比重依次为12%，11%以及8%，相较于小型PLC，这些行业对于中大型PLC的复杂控制能力及牢固通信网络联接功能的需求更为突出。

据调查，2022年中国中大型PLC行业下游应用分布如下：

图表：2022年中国中大型PLC行业下游应用分布

数据来源：智研瞻产业研究院整理

PLC行业现状分析

1、PLC行业市场规模

统计数据显示，2018年中国控制器PLC行业市场规模117.05亿元，2022年中国控制器PLC行业市场规模160.92亿元。2018-2023年中国控制器PLC行业市场规模如下：

图表：2018-2023年中国控制器PLC行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

2、PLC市场结构

据调查，2022年中国PLC行业市场产品结构如下：

图表：2022年中国PLC行业市场产品结构

数据来源：智研瞻产业研究院整理

3、PLC国产化率

由于大型与中型PLC设备工艺较为复杂，且由于消费者对于此类产品的安全性能以及抗电磁干扰特性方面提出了较高要求，外资品牌商凭借其在技术领域上的优越表现、全方位的销售和服务体系以及完备的网络布局，在该领域取得了市场份额的绝对控制权。然而值得关注的是，相比之下，本国企业生产的大中型PLC设备的国产化程度仍相对偏低，据统计，直至2023年第一季度末期为止，这部分的国产比例仅达到5.5%。

相较而言，小型PLC设备则主要面向中低端的原始设备制造商，本国企业近些年来通过提供更高的性价比、更为灵活的商业模式以及针对特定行业的定制化机型研发能力等多方面的努力，成功地在小型PLC市场实现了行业渗透率的快速攀升。据最新数据显示，至2023年第一季度末期，本国企业在小型PLC市场中的国产化比例已经达到了36.1%。

控制器(PLC)行业发展趋势

互联网+的智能化是未来的重点发展方向，同时在工业控制和信息安全的要求下，国产化替代将加速。

1. “工业控制+互联网+智能化”是PLC技术升级的主要方向。

随着工业生产规模的扩大，对PLC的跨设备、跨地域需求同步增加。在5G通信技术逐步普及和具体应用的过程中，PLC在互联网+领域也在不断升级和改进。此外，人工智能的应用也要求PLC进行更多的调整和改变。未来，深度学习和大数据将应用于生产控制，这些技术将进一步赋予PLC功能。

2. 优化算法+简化+互动推广

PLC的算法需要根据智能制造的要求进一步优化和升级。在人工智能与大数据相结合的基础上，提供了更加实用的解决方案，有效提高了工业算法的解题能力，降低了复杂度。在用户交互的过程中，软件应该了解操作人员的习惯，提供更具适应性的界面。

3.本土企业逐渐开始向大中型PLC市场渗透。

中国PLC企业应凭借本地化、高性价比、售后服务快捷、技术经验积累等优势，逐步开始向大中型PLC市场渗透，同时不断加强在小型PLC市场的竞争优势。

4. 提高工控系统的安全保护能力，建议国内替代。

工业控制和信息安全需要推进国产替代。国内各大政府部门的相关政策明确提出要提高工控系统的安全防护能力，加快对工控系统制造商和安全服务商的培育，对PLC领域网络安全的各个方面都规定了防护要求。

图表：控制器(PLC)行业发展趋势

资料来源：智研瞻产业研究院整理

PLC面临的挑战和机遇

在PLC（可编程逻辑控制器）领域，用户面临的选择常常是日系和德系之间的分歧。对于自动化专业教学而言，高校通常会分别教授西门子和三菱两种型号的PLC。这两者之间最主要的区别在于编程软件，日本的PLC编程软件通常基于梯形图编程，短小精悍，容易入门，对于初学者尤其是电工来说非常方便实用；而西门子等德国PLC则以西门子S7编程软件为主，无论选择哪种方式，它们都受制于IEC61131标准规范。IEC61131规范包括模块化编程、软件工程、面向对象思想、结构化编程和网络通信技术等。该规范的目的旨在通过这些先进技术来弥补和克服传统控制系统的弱点——开放性差、兼容性差、应用软件可维护性差以及可重用性差等方面。

在生产领域，PLC已经广泛应用，并且其应用范围和业界期望值都在不断扩大。业界认为，随着工业4.0时代的到来，PLC技术的应用将被进一步地扩展和改善，从而使工业自动化程度实现新的提升和发展。

西门子PLC的高级语言（即SCL语言）编程，主要用IF...然后，以防万一...属于…的...一会儿...做，重复...UNTIL等语句构造条件、循环、判断等结构，并在这些结构中添加指令实现逻辑判断。所有的程序都必须在纯文本环境中编写，这是目前主流PLC支持的IEC61131-3规范和编程语言。虽然不像梯形图那样直观易懂，但应用非常灵活。以伺服控制为例，其数学计算简单易懂，通过计算伺服电机的脉冲数，反馈的脉冲数可以计算出实际距离。如果要用梯形图来描述这一过程，需要展示的内容可能无法在一个屏幕上呈现。因此，使用IEC61131规范的高级语言编程将变得轻而易举。该规范对于浮点计算和与梯形图的共享也十分适用。

PLC的改变不仅在编程语言更加简洁方面，还在于受工业4.0推动的通讯方式的转变。虽然PLC通信系统可以构建更为复杂的控制系统，如ProfiNet、CC-Link和DeviceNet等组网，但与一些周边设备不兼容，如：工业摄像机、温度传感器、条码扫描器和RFID阅读器。工业4.0的前提是数据采集，这就需要将车间现场的生产物料管理和设备管理等数据集成到MES系统中，为企业的生产制造、仓储、物流运输、销售管理和售后服务提供强大的硬件基础，全面实现数字化管理。